JP2008123696A - スリップリング - Google Patents

Abstract

【課題】大型化させることなく電流の流れる経路を増加させることができるスリップリングを提供する。
【解決手段】回転部（回転体３１、回転軸３２、リング５１〜５６など）の配線１と静止部（本体下部４１、本体側面部４２、本体上部４３、ブラシ支持部６７、ブラシ６１〜６６など）の配線２とを電気的に接続するスリップリング１００であって、回転部が回転可能なように保持するベアリング軸受け７を備え、回転部の配線１と静止部の配線２とがベアリング軸受け７を介して電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スリップリング、特に、回転部の配線と静止部の配線とを電気的に接続するスリップリングに関する。

従来から、回転部の配線と静止部の配線とを電気的に接続する機器としてスリップリングが知られている（特許文献１参照）。
このスリップリングとして、回転部の回転軸に金属性のリング状部材を取り付け、静止部に金属製のブラシを取り付けたものが用いられている。このような構成とすることにより、回転部が回転する場合であっても、ブラシの先端がリング状部材と接し続けるため、回転部と静止部とを電気的に接続することができる。
特開２００３−２４４８９８号公報

しかしながら、従来から知られていたスリップリングでは、電流の流れる経路を増加させる場合には、回転部の回転軸に取り付けるリング状部材の数を増加させなければならず、スリップリングが大型化するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化させることなく電流の流れる経路を増加させることができるスリップリングを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、回転部の配線と静止部の配線とを電気的に接続するスリップリングであって、前記回転部が回転可能なように保持する軸受けを備え、前記回転部の配線と前記静止部の配線とが前記軸受けを介して電気的に接続されていることを特徴とするスリップリングである。
本発明では、回転部の配線と静止部の配線とが軸受けを介して電気的に接続されるため、スリップリングを大型化させることなく電流の流れる経路を増加させることができる。

また、請求項２に記載の発明は、回転部の配線と静止部の配線とを電気的に接続するスリップリングであって、前記回転部を回転可能なように保持する複数の軸受けを備え、前記回転部の配線と前記静止部の配線とが前記複数の軸受けを介して電気的に接続されており、前記回転部の配線と前記静止部の配線との間の電気的な経路が互いに絶縁されていることを特徴とするスリップリングである。
本発明では、回転部の配線と静止部の配線とが複数の軸受けを介して電気的に接続されており、回転部の配線と静止部の配線との間の電気的な経路が互いに絶縁されるようにしたため、スリップリングを大型化させることなく電流の流れる経路を更に増加させることができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記軸受けは摺動軸受けであり、回転軸は前記回転部の配線と電気的に接続されており、前記摺動軸受けは前記静止部の配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリップリングである。
本発明では、軸受けとして構造が単純な摺動軸受けを用いるので、スリップリングを安価に製造することができる。

また、請求項４に記載の発明は、前記軸受けは内側ベアリングと外側ベアリングとを備えるベアリング軸受けであり、前記内側ベアリングは前記回転部の配線と電気的に接続されており、前記外側ベアリングは前記静止部の配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリップリングである。
本発明では、軸受けとしてベアリング軸受けを用いるので、内側ベアリングと外側ベアリングの摩擦が極めて小さくなり、軸受けを通る電気経路での発熱による電力の損失を防ぐことができる。

また、請求項５に記載の発明は、前記内側ベアリングと回転軸とが電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項４に記載のスリップリングである。
本発明では、内側ベアリングと回転軸とが電気的に絶縁されるようにしたため、他の軸受けが回転軸を電気経路として使用することが可能となり、スリップリングを大型化させることなく電流の流れる経路を増加させることができる。

また、請求項６に記載の発明は、前記軸受けは電気的に絶縁された複数の軸受けが重ね合わされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリップリングである。
本発明では、軸受けとして、電気的に絶縁された複数の軸受けが重ね合わされたものを使用するようにしたので、１つの軸受けで多数の電気経路を確保することが可能となり、スリップリングを大型化させることなく電流の流れる経路を大幅に増加させることができる。

本発明では、スリップリングを大型化させることなく電流の流れる経路を増加させることができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１〜第３の実施形態によるスリップリング１００の構造を示す断面図である。スリップリング１００は、静止部（本体下部４１、本体側面部４２、本体上部４３、ブラシ支持部６７、ブラシ６１〜６６など）と回転部（回転体３１、回転軸３２、リング５１〜５６など）を備えている。

スリップリング１００は、本体下部４１、本体側面部４２、本体上部４３によって外部を覆われている。本体下部４１、本体側面部４２、本体上部４３はいずれも金属で形成されている。本体側面部４２と本体上部４３とは電気的に接続されているが、本体下部４１と本体側面部４２とは絶縁体４４を介して電気的に絶縁されている。
本体下部４１の中央部には、円形状の穴が形成されており、その穴にはベアリング軸受け７が取り付けられている。
また、本体上部４３の中央部の下面には、凹部が形成されており、その凹部に摺動軸受け８が取り付けられている。
本体下部４１には、ブラシ支持部６７が設置されている。ブラシ支持部６７には、ブラシ支持部６７の長手方向とは、垂直な方向であって同一の方向に、ブラシ６１〜６６が取り付けられている。ブラシ支持部６７、ブラシ６１〜６６は、金属で形成されている。

回転体３１には、円柱状の回転軸３２が取り付けられている。回転軸３２の中央部には、リング状部材５１〜５６が等間隔ずつ離れて取り付けられている。
回転体３１、回転軸３２、リング状部材５１〜５６はいずれも金属で形成されている。回転軸３２の上端と、回転軸３２のリング状部材５６が取り付けられている箇所より下の部分とは、絶縁体３３を介して電気的に絶縁されている。

回転軸３２の上端は、摺動軸受け８にはめ込まれている。また、回転軸３２の下端は、ベアリング軸受け７にはめ込まれている。これにより、回転軸３２は、長手方向を軸として回転することができる。回転軸３２が回転することにより、その回転軸３２に取り付けられているリング状部材５１〜５６もともに回転する。
ブラシ６１〜６６の先端は、それぞれリング状部材５１〜５６の側面に接するように設置されている。
回転体３１及び回転軸３２の内部には、回転体配線１が敷設されている。回転体配線１は、配線１１〜１８から構成されている。
一方、ブラシ支持部６７、本体下部４１の内部には、本体配線２が敷設されている。本体配線２は、配線２１〜２８から構成されている。

配線１１は、リング状部材５１、ブラシ６１を経由して、配線２１に電気的に接続されている。また、配線１２は、リング状部材５２、ブラシ６２を経由して、配線２２に電気的に接続されている。また、配線１３は、リング状部材５３、ブラシ６３を経由して、配線２３に電気的に接続されている。また、配線１４は、リング状部材５４、ブラシ６４を経由して、配線２４に電気的に接続されている。
また、配線１５は、リング状部材５５、ブラシ６５を経由して、配線２５に電気的に接続されている。また、配線１６は、リング状部材５６、ブラシ６６を経由して、配線２６に電気的に接続されている。また、配線１７は、ベアリング軸受け７、配線９１を経由して、配線２７に電気的に接続されている。また、配線１８は、摺動軸受け８、配線９２を経由して、配線２８に電気的に接続されている。
これらの８本の経路は、それぞれ電気的に絶縁されている。

図２は、本発明の第１の実施形態によるスリップリング１００のベアリング軸受け７の近傍の構造を説明するための図である。本実施形態では、ベアリング軸受け７として、ボールベアリングを用いている。ベアリング軸受け７は、内側ベアリング７１と外側ベアリング７２とにより構成されている。内側ベアリング７１と外側ベアリング７２との接触面には、複数の金属製のボールが埋め込まれており、回転軸３２の回転に伴い、内側ベアリング７１が回転する場合であっても、外側ベアリング７２との間に大きな摩擦を生じることなく回転することができる。

本実施形態では、配線１７が回転軸３２の内部に敷設されており、その配線１７が回転軸３２の側面の一部から引き出されて、内側ベアリング７１の一部に取り付けられている。また、配線２７（図１参照）に接続される配線９１は、外側ベアリング７２の一部に取り付けられている。このような構成をとることにより、内側ベアリング７１と外側ベアリング７２とが回転している場合であっても、配線１７と配線９１とは、内側ベアリング７１、ボール、外側ベアリング７２を介して電気的に常に接続されており、電気的な経路を確保することができる。

図３は、本発明の第１の実施形態によるスリップリング１００の摺動軸受け８の近傍の構造を説明するための図である。摺動軸受け８は、リング状の形状をしており、そのリングの開口部に回転軸３２が通されている。摺動軸受け８は固定されており、摺動軸受け８と回転軸３２との間に摩擦が生じるものの、回転軸３２が回転できるようになっている。
本実施形態では、配線１８が回転軸３２の内部に敷設されており、その配線１８が、絶縁体３３よりも上部の回転軸３２に接続されている。また、配線２８（図１参照）に接続される配線９２は、摺動軸受け８の一部に取り付けられている。このような構成をとることにより、回転軸３２が回転している場合であっても、配線１８と配線９２とは、回転軸３２、摺動軸受け８を介して電気的に常に接続されており、電気的な経路を確保することができる。

上述した第１の実施形態によるスリップリング１００では、回転部が静止部に対して回転する場合に、回転軸３２に６つのリング状部材５１〜５６しか取り付けられていない状態であっても、更に、２つの電気的な経路を確保することができる。
よって、スリップリング１００を大型化させることなく、電流の流れる経路を増加させることができる。

なお、上述した第１の実施形態では、図１に示すように、本体下部４１と本体側面部４２との間に絶縁体４４を設ける場合について説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、絶縁体４４を本体側面部４２と本体上部４３との間に設けるようにしてもよい。

また、上述した第１の実施形態では、図１に示すように、ベアリング軸受け７を介する電気経路と、摺動軸受け８を介する電気経路とを設ける場合について説明したが、このような構成に限定されるものではなく、いずれか一方の電気経路のみを設けるようにしてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態によるスリップリング１００ついて説明する。本実施形態では、ベアリング軸受け７の構造が第１の実施形態によるスリップリング１００（図２参照）と異なる。

図４は、本発明の第２の実施形態によるスリップリング１００のベアリング軸受け７の近傍の構造を説明するための図である。本実施形態では、ベアリング軸受け７として、ボールベアリングを用いている。ベアリング軸受け７は、内側ベアリング７１と外側ベアリング７２とにより構成されている。

なお、本実施形態では、第１の実施形態と異なり、内側ベアリング７１と回転軸３２との間に、絶縁体で形成されたリング状部材７３が取り付けられているとともに、外側ベアリング７２の外側に、絶縁体で形成されたリング状部材７４が取り付けられている。
内側ベアリング７１と外側ベアリング７２との接触面には、複数の金属製のボールが埋め込まれており、回転軸３２の回転に伴い、内側ベアリング７１が回転する場合であっても、外側ベアリング７２との間に大きな摩擦を生じることなく回転することができるようになっている。
外側ベアリング７２とリング状部材７４は固定されている。一方、回転軸３２が回転すると、それに伴って、内側ベアリング７１とリング状部材７３とが一体となって回転する。

本実施形態では、配線１７が回転軸３２の内部に敷設されており、その配線１７が回転軸３２の側面の一部から引き出されて、内側ベアリング７１の一部に取り付けられている。また、配線２７（図１参照）に接続される配線９１は、外側ベアリング７２の一部に取り付けられている。このような構成をとることにより、内側ベアリング７１と外側ベアリング７２とが回転している場合であっても、配線１７と配線９１とは、内側ベアリング７１、ボール、外側ベアリング７２を介して電気的に常に接続されており、電気的な経路を確保することができる。

第１の実施形態では、配線１７と配線９１とを接続する電気経路が、配線１８と配線９２とを接続する電気経路と電気的に導通しないように、本体下部４１と本体側面部４２との間に絶縁体４４を設けていたが（図１参照）、第２の実施形態では、配線１７と配線９１との間の経路が、絶縁体であるリング状部材７３、７４によって電気的に絶縁されているので、本体下部４１と本体側面部４２との間に絶縁体４４を設ける必要がなくなる。

図５は、本発明の第３の実施形態によるスリップリング１００のベアリング軸受けの近傍の構造を説明するための図である。ベアリング軸受けは、図６（ａ）〜図６（ｃ）の構造を持つ部材７ｄ〜７ｆが重ね合わされて形成されている。

図６（ａ）の部材７ｄは、図４のベアリング軸受けと同じ構造をしており、図６（ａ）のリング状部材７３ｃ、７４ｃ、内側ベアリング７１ｃ、外側ベアリング７２ｃは、それぞれ、図４のリング状部材７３、７４、内側ベアリング７１、外側ベアリング７２に対応している。ただし、図６（ａ）のベアリング軸受けの厚さは、図４のベアリング軸受けの厚さの１／３である。
図６（ｂ）の部材７ｅは、内側のリング状部材７５と外側のリング状部材７６とにより構成されている。リング状部材７５、７６は、ともに絶縁体により形成されている。
図６（ｃ）の部材７ｆは、図６（ａ）と同じものであるため、その説明を省略する。

部材７ｆの上に部材７ｅが貼り合わされ、部材７ｅの上に部材７ｄが貼り合わされる。このとき、図６（ａ）のリング状部材７４ｃと外側ベアリング７２ｃ、図６（ｂ）のリング状部材７６、図６（ｃ）のリング状部材７４ｄと外側ベアリング７２ｄとは一体となるように貼り合わされる。
また、図６（ａ）のリング状部材７３ｃと内側ベアリング７１ｃ、図６（ｂ）のリング状部材７５、図６（ｃ）のリング状部材７３ｄと内側ベアリング７１ｃとは一体となるように貼り合わされる。

本実施形態では、ベアリング軸受け７ｃ（７１ｃ、７２ｃ）、７ｄ（７１ｄ、７２ｄ）として、ボールベアリングを用いている。ベアリング軸受け７ｃ、７ｄは、内側ベアリング７１ｃ、７１ｄと外側ベアリング７２ｃ、７２ｄとにより構成されている。
また、内側ベアリング７１ｃ、７１ｄと回転軸３２との間に、絶縁体で形成されたリング状部材７３ｃ、７３ｄが取り付けられているとともに、外側ベアリング７２ｃ、７２ｄの外側に、絶縁体で形成されたリング状部材７４ｃ、７４ｄが取り付けられている。

内側ベアリング７１ｃ、７１ｄと、外側ベアリング７２ｃ、７２ｄとの接触面には、複数の金属製のボールが埋め込まれており、回転軸３２の回転に伴い、内側ベアリング７１ｃ、７１ｄが回転する場合であっても、外側ベアリング７２ｃ、７２ｄとの間に大きな摩擦を生じることなく回転することができる。
外側ベアリング７２ｃ、７２ｄとリング状部材７４ｃ、７４ｄとは固定されている。一方、回転軸３２が回転すると、それに伴って、内側ベアリング７１ｃ、７１ｄとリング状部材７３ｃ、７３ｄとが一体となって回転する。

本実施形態では、配線１７が回転軸３２の内部に敷設されており、その配線１７が回転軸３２の側面の一部から引き出されて、内側ベアリング７１ｃの一部に取り付けられている。また、配線２７（図１参照）に接続される配線９１は、外側ベアリング７２ｃの一部に取り付けられている。このような構成をとることにより、内側ベアリング７１ｃと外側ベアリング７２ｃとが回転している場合であっても、配線１７と配線９１とは、内側ベアリング７１ｃ、ボール、外側ベアリング７２ｃを介して電気的に常に接続されており、電気的な経路を確保することができる。

また、本実施形態では、配線１９が回転軸３２の内部に敷設されており、その配線１９が回転軸３２の側面の一部から引き出されて、内側ベアリング７１ｄの一部に取り付けられている。また、配線９３は、外側ベアリング７２ｄの一部に取り付けられている。このような構成をとることにより、内側ベアリング７１ｄと外側ベアリング７２ｄとが回転している場合であっても、配線１９と配線９３とは、内側ベアリング７１ｄ、ボール、外側ベアリング７２ｄを介して電気的に常に接続されており、電気的な経路を確保することができる。

本発明の第３の実施形態によれば、ベアリング軸受け７の部分だけで、配線１７と配線９１との間の電気経路と、配線１９と配線９３との間の電気経路を大幅に増加することができるので、第１の実施形態や第２の実施形態によるスリップリングよりも更に小型化したスリップリングを製造することができる。

上述した本発明の第１〜第３の実施形態によるスリップリング１００を用いれば、ベアリング軸受け７や摺動軸受け８などの軸受けを、回転軸を保持するためだけではなく、電気的経路として利用することができるので、スリップリング１００は同じ大きさのままで、電気経路数を増やすことができる。
また、リング軸受け７や摺動軸受け８などの軸受けを電気的経路として利用することができるので、従来、回転軸に取り付けられていたリング状部材の個数を減らすことができ、スリップリング１００の小型化を図ることができ、製造コストを削減することができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明の第１〜第３の実施形態によるスリップリング１００の構造を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態によるスリップリング１００のベアリング軸受け７の近傍の構造を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態によるスリップリング１００の摺動軸受け８の近傍の構造を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態によるスリップリング１００のベアリング軸受け７の近傍の構造を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態によるスリップリング１００のベアリング軸受けの近傍の構造を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態によるスリップリング１００のベアリング軸受けの近傍の構造を説明するための図である。

符号の説明

１・・・回転体配線、２・・・本体配線、７・・・ベアリング軸受け、７ｄ〜７ｆ・・・部材、８・・・摺動軸受け、１１〜１８・・・配線、２１〜２８・・・配線、３１・・・回転体、３２・・・回転軸、３３・・・絶縁体、４１・・・本体下部、４２・・・本体側面部、４３・・・本体上部、４４・・・絶縁体、５１〜５６・・・リング状部材、６１〜６６・・・ブラシ、６７・・・ブラシ支持部、７１、７１ｃ、７１ｄ・・・内側ベアリング、７２、７２ｃ、７２ｄ・・・外側ベアリング、７３、７３ｃ、７３ｄ・・・リング状部材、７４、７４ｃ、７４ｄ・・・リング状部材、７５、７６・・・リング状部材、１００・・・スリップリング

Claims (6)

1. 回転部の配線と静止部の配線とを電気的に接続するスリップリングであって、
   前記回転部が回転可能なように保持する軸受けを備え、
   前記回転部の配線と前記静止部の配線とが前記軸受けを介して電気的に接続されていることを特徴とするスリップリング。
2. 回転部の配線と静止部の配線とを電気的に接続するスリップリングであって、
   前記回転部を回転可能なように保持する複数の軸受けを備え、
   前記回転部の配線と前記静止部の配線とが前記複数の軸受けを介して電気的に接続されており、前記回転部の配線と前記静止部の配線との間の電気的な経路が互いに絶縁されていることを特徴とするスリップリング。
3. 前記軸受けは摺動軸受けであり、
   回転軸は前記回転部の配線と電気的に接続されており、
   前記摺動軸受けは前記静止部の配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリップリング。
4. 前記軸受けは内側ベアリングと外側ベアリングとを備えるベアリング軸受けであり、
   前記内側ベアリングは前記回転部の配線と電気的に接続されており、
   前記外側ベアリングは前記静止部の配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリップリング。
5. 前記内側ベアリングと回転軸とが電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項４に記載のスリップリング。
6. 前記軸受けは電気的に絶縁された複数の軸受けが重ね合わされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリップリング。

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